Lütfen bekleyin, yükleniyor...
Alüminyum insanlar tarafından keşfedilen ilk metallerden biridir. Alüminyum saf haliyle doğada bulunmaz, bu yüzden 19. yüzyıla kadar, yani kimyadaki gelişmeler ve elektriğin ortaya çıkışına kadar keşfedilememiştir. Alüminyum sadece bir buçuk asır içerisinde insan yaşamının neredeyse her alanında kullanılan bir malzemeye, değerli bir metale dönüştüğü olağanüstü ilginç bir yolculuk gerçekleşmiştir.
İnsanlık, bugün bildiğimiz metallerin üretilmesinden çok daha önce alüminyumla tanışmıştır. Bir Roman bilim adamı olan Yaşlı Pliny Doğa Tarihi adlı eserinde, Roma İmparatoru Tiberius’a gümüş gibi görünen ancak gümüş için fazla hafif olan, bilinmeyen bir metalden yapılmış bir bardak sunan bir 1. yüzyıl sanatkârının hikâyesinden bahsetmiştir.
Fransız bir kimyager ve teknoloji uzmanı olan Henri-Etienne Sainte-Claire Deville, bilim insanları tarafından keşfedilen kimyasal bir alüminyum üretim yöntemini endüstriyel uygulamaya aktarmıştır. Bu süreci geliştirmiş ve 1856’da Charles ve Alexandre Tissier’in Rouen’deki (Fransa) üretim tesisinde ortaklarıyla birlikte ilk endüstriyel alüminyumu üretmiştir.
200 ton
Sainte-Claire Deville tarafından geliştirilen kimyasal yöntem uygulanarak 36 yıl içerisinde (1855-1890) 200 ton metal (alüminyum) üretilmiştir.
Üretilen metal gümüşe benziyordu, hafif ve pahalıydı, bu nedenle alüminyum süs ve lüks eşyalarına yönelik elit bir malzeme olarak kabul edildi. Alüminyumdan üretilen İlk ürünler III.Napolyon döneminde madalya olarak yapılmıştır. Napolyon, alüminyum üretiminin gelişimini desteklemiştir ve Friedrich Woehler, veliaht prens Louis Napolyon için alüminyum ve altından yapılmış bir çıngırak tasarlamıştır.
Bununla birlikte, o zaman bile Sainte-Claire Deville, alüminyumun geleceğinin sadece mücevherlerle sınırlı olmayacağını anlamış ve şöyle demiştir:
“İnsanların yeni bir metali kullanmasını sağlamaktan daha zor bir şey yoktur. Bu metalin tek alanı uygulama alanı lüks eşyalar ve süs eşyaları olamaz. Umarım bir gün alüminyumun günlük ihtiyaçları karşılayarak hizmet edeceği bir zaman gelir.”
Sainte-Claire Deville
Fransız Kimyager
Alüminyum gelişiminin seyri daha uygun maliyetli bir yöntem olan elektrolitik üretimin 1886 yılında keşfi ile değişmiştir. Bu yöntem Fransız mühendis Paul Héroult ve Amerikalı bir öğrenci olan Charles Hall tarafından aynı zamanlarda ayrı ayrı geliştirilmiştir. Bu metot mükemmel sonuçlar ortaya koymuştur, ancak çok büyük miktarda elektrik enerjisine ihtiyaç duyuyordu.
Avusturyalı bir kimyager olan Karl Joseph Bayer, 1889’da St. Petersburg’da (Rusya) Tentelevsky üretim tesisinde çalışırken ucuz ve uygulanabilir bir alümina (alüminyum oksit) üretim yöntemi keşfetmiştir. İlerleyen yıllarda Alümina, alüminyum üretimi için kilit hammadde olmuştur.
Günümüzde kullanılan alüminyum üretim süreçleri Bayer ve Hall-Héroult yöntemlerine dayanmaktadır.
Yaygın Kullanım
Alüminyum, 19. ve 20. yüzyılın başlarında endüstri dalında yeni bir gelişmeyi destekleyen birçok alanda kullanılmaya başlanmıştır.
Alfred Nobel, 1891’de İsviçre’de alüminyum gövde kullanan ilk yolcu gemisi olan Le Migron’un siparişini vermiştir. Üç yıl sonra İskoç gemi şirketi Yarrow & Co, 58 metrelik Sokol adında alüminyumdan yapılmış bir torpido botu üretmiştir. Bu bot, Rus İmparatorluk Donanması için yapılmış ve o zamanın hız rekoru olan 32 knot hıza çıkmıştır.
1894 yılında New Haven, New York’ta, sonrasında bankacı John Pierpont Morgan’a (J.P. Morgan) tarafından satın alınan Amerikan demiryolu şirketi Hartford Railroad, alüminyum koltuklara sahip özel hafif yolcu vagonları üretmeye başlamıştır. Sadece 5 yıl sonra Karl Benz, Berlin’deki bir sergide alüminyum gövdeli ilk spor otomobili sunmuştur.
Yine de, alüminyumun hava sanayinde kullanılması, ‘kanatlı metal’ adının ortaya çıktığı gerçek bir devrimdir. Dünyanın dört bir yanındaki mucitler ve havacılar bu dönemde kontrol edilebilen hava taşıtlarının geliştirilmesine yönelik çalışmalar yürütmekteydi.
17 Aralık 1903’te Amerikan uçak tasarımcıları olan Wilbur ve Orville Wright kardeşler insanlık tarihinde ilk defa kontrollü bir hava aracını, Flyer-1’i uçurmayı başarmıştır. İlk başta, uçağı harekete geçirecek motor olarak bir araba motorunu kullanmaya çalışmışlardır ancak bu motor gereğinden fazla ağır olmuştur. Bu nedenle Flyer-1′ için tamamen alüminyum parçalar kullanarak yeni bir motor inşa ettiler. Bu hafif ve 13 beygirlik motor, ilk uçağın Orville Wright’i taşıyarak 12 saniye boyunca havada uçmasını ve 36,5 metre ilerlemesini sağlamıştır.
Önemli bir alüminyum alaşımı olan Düralümin, 1909’da keşfedilmiştir. Bu keşfin ortaya çıkması Alman bilim insanı olan Alfred Wilm’in 7 yılına mal olmuş ancak harcanan zamana değmiştir. Bakır, magnezyum ve manganez ilavesiyle meydana gelen Düralümin alüminyum kadar hafiftir, ancak dayanıklılığı, sertliği ve esnekliği dikkate değer biçimde daha iyidir, dolayısıyla havacılıkta kullanılan ana malzeme haline gelmiştir. İlk metal uçak gövdesi, 1915 yılında dünya uçak endüstrisinin öncüsü, ünlü Alman uçak tasarımcısı Hugo Junkers tarafından geliştirilen Junkers J1, Düralümin kullanılarak yapılmıştır.
Dünya savaş dönemine girildiğinde, havacılık çok önemli ve bazen de belirleyici bir rol oynamıştır. Düralüminin askeri teknolojide ilk kullanıldığında, üretim metodu gizliydi.
Bu dönemde, alüminyum başka yerlerde de kullanılmaya başlanmıştır. Alüminyum ev eşyalarının seri üretiminde kullanılmaya başlanmış ve hızlı bir şekilde neredeyse tüm bakır ve demir döküm mutfak eşyalarının yerini almıştır. Alüminyum kızartma kapları ve tencereleri hafif, hızlı bir şekilde ısınır ve soğur ve paslanmaz.
Robert Victor Neher, İsviçre’de 1907 yılında aralıksız alüminyum folyo üretimi için kullanılan bir yöntem icat etmiştir. 1910 yılında dünyanın ilk alüminyum folyo tesisini açmıştır. Bir yıl sonra Tobler, folyoları çikolata paketlemek için kullanmaya başlamıştır ve hala günümüzde kullanmaktadır. Meşhur Toblerone çikolataları da bu folyo ile paketlenmektedir!
Alüminyum sanayisinde bir diğer dönüm noktası 1920 yılında Norveçli Soderberg liderliğindeki bir grup bilim insanının Hall- Héroult metodundan çok daha ekonomik olan yeni bir alüminyum üretme yöntemini keşfetmesidir.
Soderberg yöntemi, dünya genelindeki alüminyum üretimine hızlı bir şekilde uygulanmış ve üretim artışına yol açmıştır. O zamanlar SSCB’de bir alüminyum endüstrisi yoktu ve bu yöntemi cephaneliklerine eklediler.
1914 gibi çok önce bir tarihte, bir Rus kimyager olan Nikolai Pushin şu kelimeleri söylemiştir: ‘Rusya yılda 80.000 ton alüminyum tüketiyor, ancak bu metalin bir gramını üretmiyor ve yurtdışındaki tüm alüminyumları satın alıyor’.
Alüminyum, o dönemde havacılık, gemi sanayii ve otomotiv endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmış ve inşaat mühendisliğine de alüminyum süreci başlamıştır. 1970 yılına kadar dünyanın en yüksek binası olarak kalacak olan Empire State Binası 1931 yılında inşa edilmişti. Bu bina inşaatında büyük ölçüde Alüminyumun kullanıldığı -hem iç mekanda hem de temel yapısında- ilk binaydı.
İnsanlık 20. Yüzyılın ortalarında uzaya adım attı. Alüminyum kullanımı temel öneme sahipti ve bu nedenle havacılık endüstrisini en önemli alanlardan biri haline getirdi. 1957’de SSCB ilk insan yapımı uyduyu yörüngeye yerleştirdi. Uydunun gövdesi birleştirilmiş iki ayrı alüminyum yarı küreden oluşuyordu. Sonrasında geliştirilen tüm uzay araçları alüminyum kullanılarak üretildi.
En yaygın alüminyum ürünlerden biri, ikonik bir ürün, çevre dostluğunun sembolü ve sanat ve tasarımın odak noktası olan alüminyum kutu, 1958’de ABD’de ortaya çıkmıştır. Coca-Cola ve Pepsi, 1967’de içeceklerini alüminyum kutularda satmaya başlamıştır.
Alüminyum, yüksek hızlı tren ve bu tip tüm modern trenlerin prototipi olan Shinkansen’de kullanılan temel malzemedir. İki yıl sonra Japonya’da modern yüksek hızlı trenler üretilmiştir. Tren Tokyo ile Osaka arasında gidiyordu ve maksimum 210 km/saat hız ile 3 saat 10 dakika içinde 515 km yol kat ediyordu.
Küresel olarak artan alüminyum üretimi ve metale olan talebinin artması ile birlikte, 1970’lerde alüminyumun ticari bir meta haline gelmesine neden olmuştur. 1877’de kurulan, dünyanın en eski borsası olan Londra metal borsası’nda (“LME”) 1978 yılında alüminyum borsası kurulmuştur.
Alüminyum üretimi dünya genelinde istikrarlı bir şekilde büyüyerek 1990’ların başında 19 milyon tona ulaşmıştır. Çin’de yerel alüminyum üretimi o dönemde 900 bin tonu geçmiyordu. Rusya’daki alüminyum üretim tesisleri yıllık 3,5 milyon tona ulaşmaktaydı, ancak Sovyetler Birliği’nin dağılması ve ardından gelen ekonomik çöküşle ülkedeki alüminyum üretimi yavaşlamıştır.
Çin’in üretimi 2002’de 4,3 milyon tonu aşarak Rusya’yı geçmiştir. Bu tarihte dünyada 26 milyon ton alüminyum üretilmiştir. Bundan sonra, Çin’in alüminyum üretimi sürekli artmıştır. 2006 yılına ise küresel üretim hacmi toplamının üçte biri kadar olan 10 milyon tona ulaşmıştır.
Çin üretilen tüm alüminyumları iç piyasasında kullanmıştır. Metal ve diğer malzemelerin geri dönüşü o kadar büyüktü ki, 1999’da Şangay Vadeli İşlem Borsası (“SHFE”) ile birleştirilmiş kendi emtia borsaları vardı.
Aynı zamanda Çin’in üretiminin yüksek bir çevresel maliyeti vardı. Alüminyum üretiminde kullanılan enerjinin %90’ından fazlası kömür santrallerinden üretilmekteydi. Karşılaştırma yapmak açısından, durum Rusya’da tam tersiydi ve alüminyum üretiminin yaklaşık %90’ı hidrolik enerji ile karşılanıyordu.
Orta Doğu’daki ülkeler de alüminyum endüstrisinde de önemli bir rol oynamaya başladı. Ucuz petrole ve doğal gaza erişimi olan alüminyum üreticileri, ucuz fakat çevreye zararlı bir enerji kaynağı kullandılar. Üretimlerini ciddi bir şekilde artırdılar ve bugün bu ülkeler metal üretiminde dünya liderleri arasında yer alıyorlar.
2013 yılında, küresel alüminyum endüstrisi, 50 milyon tonun üzerindeki bir üretim rakamı ile yeni rekorlar kırmıştır. Endüstrideki gelişmeler, küresel boyutta daha fazla şehirleşme ve sanayileşmenin bir sonucu olarak tüketimin büyümesiyle yakından bağlantılıdır. Alüminyum, otomotiv endüstrisindeki daha ağır olan çeliğin ve elektrik mühendisliğinde daha pahalı olan bakırın yerini alacaktır. Tahminlere göre, 2023 yılına kadar alüminyum talebi 80 milyon tonu aşacaktır.
Sektördeki teknik ilerlemeler devam edecek ve basit işlemlerle yeni alaşımlar üretilecektir. Tüm bu gelişmeler çevresel ve ekonomik verimliliği arttırmayı amaçlamaktadır. Aynı zamanda, yeni alaşımlar geliştirilmekte ve böylece alüminyum kendine yeni uygulama alanları bulabilmektedir.
Gördüğünüz gibi alüminyumun gelişim tarihi ve endüstrisi oldukça benzersizdir. Bu metal bin yıl boyunca gizli kalmış ve sadece bir asırda en popüler yapısal malzeme haline gelmiştir.